JP2002131279A - 電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロチップを用いた電気泳動装置を自動
化する。 【解決手段】 マイクロチップ１をポジションＢに置
く。ポート２５によりチップ１に泳動媒体を加圧充填す
る。ポジションＡでリザーバの泳動媒体をノズル１７を
介して吸引除去した後、リザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗにノ
ズル１９からバッファ液を注入する。ポジションＢでシ
リンジ２３によりサンプルをリザーバ７ｓに注入する。
ポジションＣで電極４１を介してリザーバに所定の電圧
を印加してサンプルを分離用流路に注入する。ポジショ
ンＡでリザーバ７ｓのサンプルをノズル１７を介して吸
引除去した後、リザーバ７ｓにノズル１９からバッファ
液を注入する。ポジションＣで電極４１を介してリザー
バに所定の電圧を印加してサンプルの泳動分離を行な
い、分離したサンプルを検出光学系４５により検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極微量のタンパク
質や核酸、薬物などを高速かつ高分解能に分析する電気
泳動に用いる電気泳動装置に関し、さらに詳しくは板状
部材の内部に形成された流路で電気泳動を行なうチップ
デバイスを用いる電気泳動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】極微量のタンパク質や核酸などを分析す
る場合には、従来から電気泳動装置が用いられており、
その代表的なものとしてキャピラリー電気泳動装置があ
る。キャピラリー電気泳動装置は、内径が１００μｍ以
下のガラスキャピラリー内に泳動媒体を充填し、一端側
にサンプルを導入した後、両端間に高電圧を印加して分
析対象物をキャピラリー内で分離展開させるものであ
る。キャピラリー内は容積に対して表面積が大きい、す
なわち冷却効率が高いことから、高電圧の印加が可能と
なり、ＤＮＡなどの極微量サンプルを高速かつ高分解能
にて分析することができる。

【０００３】キャピラリーはその外径が１００〜５００
μｍ程度と細く破損しやすいため、ユーザーが行なうべ
きキャピラリー交換時の取扱いが容易でないという問題
を有する。そこで、取扱いが煩雑なキャピラリーに代わ
って、分析の高速化、装置の小型化が期待できる形態と
して、D. J. Harrison et al./ Anal. Chem. 1993, 28
3, 361-366に示されているように、２枚の基板を接合し
て形成されたマイクロチップが提案されている。そのマ
イクロチップの例を図４に示す。

【０００４】マイクロチップ１は、一対の透明板状の無
機材料（例えばガラス、石英、シリコンなど）又はプラ
スチックからなる基板１ａ，１ｂからなり、半導体フォ
トリソグラフィー技術又はマイクロマシニング技術によ
り、一方の基板１ｂの表面に互いに交差する泳動用キャ
ピラリー溝３，５を形成し、他方の基板１ａにはその溝
３，５の端に対応する位置に貫通穴をアノードリザーバ
７ａ、カソードリザーバ７ｃ、サンプルリザーバ７ｓ、
ウエイストリザーバ７ｗとして設けたものである。マイ
クロチップ１は、両基板１ａ，１ｂを（Ｃ）に示すよう
に重ねて接合した状態で使用される。このようなマイク
ロチップは２本の溝（channel）が交差して形成されて
いることから、Cross-channel Micro-chipとも呼ばれ
る。

【０００５】このマイクロチップ１を用いて電気泳動を
行なう場合には、分析に先立って、例えばシリンジを使
った圧送により、いずれかのリザーバ、例えばアノード
リザーバ７ａから溝３，５内及びリザーバ７ａ，７ｃ，
７ｓ，７ｗ内に泳動媒体を充填する。次いで、リザーバ
７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗ内に充填された泳動媒体を除去
し、短い方の溝（サンプル注入用流路）３の一方の端に
対応するサンプルリザーバ７ｓにサンプルを注入し、他
のリザーバ７ａ、７ｃ，７ｗにバッファ液を注入する。

【０００６】泳動媒体、サンプル及びバッファ液を注入
したマイクロチップ１を電気泳動装置に装着する。各リ
ザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗに所定の電圧を印加し、
サンプルを溝３中に泳動させて両溝３，５の交差部９に
導く。各リザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗに印加する電
圧を切り換えて、長い方の溝（分離用流路）５の両端の
リザーバ７ａ，７ｃ間の電圧により、交差部分９に存在
するサンプルを溝５内に注入する。溝５内にサンプルを
注入した後、リザーバ７ｓ内に収容されているサンプル
をバッファ液で置換する。その後、各リザーバ７ａ，７
ｃ，７ｓ，７ｗに電気泳動用の電圧を印加して、溝５内
に注入したサンプルを溝５内で分離させる。溝５の適当
な位置に検出器を配置しておくことにより、電気泳動に
より分離されたサンプルを検出する。検出は、吸光光度
法や蛍光光度法、電気化学的又は電気伝導度法などの手
段により行なわれる。

【０００７】また、マイクロチップ１の流路デザインや
泳動媒体の組成などの分析条件は用途やサンプルに応じ
て異なる。他の流路デザインのマイクロチップとして
は、例えば、Yining Shi et al./ Anal. Chem. 1999, 7
1, 5354-5361に示されているように、放射状に多数の分
離用流路を備えた電気泳動用マイクロプレートがある。
近年はマイクロチップよりもサイズの大きいものや、複
数のチャンネルを備えたもの、さらにはチャンネルの交
差部をもたないストレートチャンネルを備えたものも使
用されている。本発明におけるチップデバイスはこれら
を全て包含したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、マイクロチップ
への泳動媒体充填、リザーバ内の泳動媒体除去、リザー
バへのサンプル及びバッファ液注入、分離用流路へのサ
ンプル注入後のリザーバ内のサンプル除去、及びサンプ
ル除去後のリザーバへのバッファ液注入は全て手操作で
行なっていた。しかし、これらの操作をシリンジ等を使
って手操作で行なうのはオペレータにとって煩雑であっ
た。そこで本発明は、これらの操作を自動化した電気泳
動装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電気泳動装置
は、板状部材の内部に互いに交差するサンプル注入用流
路と分離用流路が形成され、その板状部材の一表面の流
路に対応する位置に流路に達する穴がリザーバとして形
成されたチップデバイスを用いる電気泳動装置であっ
て、チップデバイスを保持するためのチップ保持機構
と、チップデバイスのリザーバを介して流路及びリザー
バに泳動媒体を充填するための泳動媒体充填機構と、リ
ザーバ内にサンプルを注入するためのサンプル注入機構
と、各リザーバに電圧を供給するための電圧供給機構
と、流路内で分離されたサンプルを検出する検出機構
と、これらの機構を自動で動作するように制御するため
の制御部とを備えたものである。

【００１０】チップ保持機構にチップデバイスが保持さ
れた後、制御部により泳動媒体充填機構を作動させて、
チップデバイスの流路内及びリザーバ内に泳動媒体を充
填する。サンプル注入機構を作動させて、サンプル用の
リザーバにサンプルを注入する。電圧供給機構を作動さ
せて、各リザーバに電圧を供給して、流路内でサンプル
を分離させる。検出機構を作動させて、分離されたサン
プルを検出する。

【００１１】

【発明の実施の形態】リザーバ内に充填された泳動媒体
を除去するための泳動媒体吸引機構と、泳動媒体が除去
された後のリザーバ内にバッファ液を注入するためのバ
ッファ液注入機構とをさらに備え、制御部は、泳動媒体
吸引機構及びバッファ液注入機構も自動で動作するよう
に制御することが好ましい。電極と直接接触させて電圧
を印加することができない泳動媒体を用いる場合、泳動
媒体充填機構を作動させてチップデバイスの流路内及び
リザーバ内に泳動媒体を充填した後、泳動媒体吸引機構
を作動させて、リザーバに充填された泳動媒体を除去す
る。バッファ液注入機構を作動させて、サンプル用のリ
ザーバを除く泳動媒体が除去された後のリザーバにバッ
ファ液を注入する。サンプル注入機構を作動させて、泳
動媒体が除去された後のサンプル用のリザーバにサンプ
ルを注入する。これにより、泳動バッファを介して泳動
媒体に電圧を印加することができるようになる。その
後、電圧供給機構及び検出機構を作動させて、分離され
たサンプルを検出する。

【００１２】流路へのサンプル注入後、リザーバ内に残
ったサンプルを除去するためのサンプル吸引機構をさら
に備え、制御部は、サンプル吸引機構も自動で動作する
ように制御することが好ましい。電圧供給機構によるリ
ザーバへの電圧の供給によりサンプルを流路に注入した
後、電圧の供給を一旦停止し、サンプル吸引機構を作動
させて、サンプル用のリザーバに残ったサンプルを吸引
除去した後、リザーバへの電圧の供給を再開してサンプ
ルを分離検出する。これにより、過剰量のサンプルが流
路の注入されるのを防止することができる。サンプルを
流路へ注入した後にサンプル用のリザーバに残ったサン
プルを吸引除去する場合、サンプル吸引除去後のサンプ
ル用のリザーバに、バッファ液注入機構を作動させて、
バッファ液を注入するようにすることが好ましい。

【００１３】

【実施例】図１は本発明にかかる電気泳動装置の一実施
例を示す概略構成斜視図である。図１に示すマイクロチ
ップ１は図４のものと同じである。チップデバイスとし
てのマイクロチップ１を保持するチップ保持機構（図示
は省略）が設けられており、チップ１はチップ保持機構
に設けられた移動機構により図中矢印１１の方向に沿っ
てポジションＡ，Ｂ，Ｃ間で移動させられる。

【００１４】ポジションＡの上方に、泳動媒体吸引及び
バッファ液注入ポート１３が設けられている。ポート１
３はノズル固定部材１５と、チップ１がポジションＡに
位置決めされたときのリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗ
の配置に対応して部材１５に固定された４組の吸引ノズ
ル１７及び吐出ノズル１９を備えている。吸引ノズル１
７及び吐出ノズル１９は独立したシリンジ（図示は省
略）にそれぞれ接続されている。さらに、ポート１３は
部材１５を昇降させる昇降機構（図示は省略）を備えて
おり、部材１５は図中矢印２１の方向に昇降される。そ
の昇降機構により、チップ１がポジションＡに位置して
いるときに、ノズル１７，１９の先端がリザーバ７ａ，
７ｃ，７ｓ，７ｗ内に進入するように部材１５が下降さ
れる。

【００１５】本発明を構成する泳動媒体吸引機構とバッ
ファ液注入機構は泳動媒体吸引及びバッファ液注入ポー
ト１３、シリンジ並びに昇降機構により構成される。ノ
ズル１７，１９としては、例えば樹脂製のキャピラリー
を用いることができる。ただし、ノズル１７，１９は樹
脂製のキャピラリーに限定されるものではなく、例えば
ガラスキャピラリーなど、他の材料からなるキャピラリ
ーを用いることができる。

【００１６】ポジションＢの上方に、サンプル注入機構
を構成するサンプルローディングシリンジ２３及び泳動
媒体充填機構を構成する泳動媒体ローディングポート２
５が設けられている。サンプル注入機構は、チップ１が
ポジションＢに位置決めされたときのサンプルリザーバ
７ｓの位置に対応して設けられたシリンジ２３と、シリ
ンジ２３を３次元方向（図中矢印２７参照）に移動させ
るための移動機構（図示は省略）と、シリンジ２３の吸
引吐出を行なわせるためのシリンダ駆動機構（図示は省
略）とを備えている。シリンジ２３はサンプル注入機構
を構成する移動機構により、チップ１がポジションＢに
位置しているときにシリンジ２３の吸引吐出口がサンプ
ルリザーバ７ｓに進入される。

【００１７】ポート２５は泳動媒体を収容するシリンジ
（図示は省略）に接続され、チップ１がポジションＢに
位置決めされたときのアノードリザーバ７ａの位置に対
応して設けられたノズル３１を備えている。ノズル３１
の先端にはシール材３３が設けられている。泳動媒体充
填機構は、ポート２５と、泳動媒体をノズル３１から押
し出すためのシリンジと、ポート２５を図中矢印３５の
方向に昇降させるための昇降機構（図示は省略）により
構成される。その昇降機構により、ポート２５はチップ
１がポジションＢに位置しているときに下降され、ノズ
ル３１の先端がシール材３３によりアノードポート７ａ
に密着される。

【００１８】ポジションＣの上方に、電極ポート３７が
設けられている。ポート３７は電極固定部材３９と、チ
ップ１がポジションＣに位置決めされたときのリザーバ
７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗの配置に対応して部材３９に固
定された４本の電極４１を備えている。電極４１は高電
圧供給装置（図示は省略）に接続されている。さらに、
ポート３７は部材３９を昇降させる昇降機構（図示は省
略）を備えており、部材１５は図中矢印４３の方向に昇
降される。電圧供給機構は、電極ポート３７、高電圧供
給装置及び昇降機構により構成される。その昇降機構に
より、チップ１がポジションＣに位置しているときに、
電極４１の先端がリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗ内に
進入するように部材３９が下降される。

【００１９】ポジションＣの下方に、検出光学系（検出
機構）４５が設けられている。検出光学系４５は、チッ
プ１がポジションＣに位置しているときに、交差部９、
アノードリザーバ７ａ間の分離用流路５の検出位置に検
出光４７を照射し、紫外線吸収量により分離したサンプ
ルを検出するものである。チップ保持機構、泳動媒体吸
引及びバッファ液注入ポート１３、サンプル注入機構、
泳動媒体充填機構、電圧供給機構及び検出光学系４５は
制御部（図示は省略）により制御される。

【００２０】図２は、この実施例の動作例を示すフロー
チャートである。図１及び図２を参照してこの実施例の
動作を説明する。ここでは泳動媒体として有機ポリマー
を含有するもの（以下、単にポリマーという）を用い
た。チップ１をポジションＢに置く（ステップＳ１）。
泳動媒体ローディングポート２５が下降し、ノズル３１
の先端がシール材３３によりチップ１のアノードリザー
バ７ａに密着する。ポリマーを収容したシリンジからノ
ズル３１及びアノードリザーバ７ａを介してチップ１の
チャンネル内及びリザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗ内にポリマ
ーを加圧充填する。リザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗの全てか
らポリマーが出たら充填を終了する（ステップＳ２）。

【００２１】泳動媒体ローディングポート２５を上へ戻
し、チップ１をポジションＡへ移動させる（ステップＳ
３）。泳動媒体吸引及びバッファ液注入ポート１３が下
降し、ノズル１７，１９をリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，
７ｗに収容されたポリマーに進入させる。吸引ノズル１
７につながる吸引機構が動作し、各リザーバ７ａ，７
ｃ，７ｓ，７ｗに収容されているポリマーを吸引ノズル
１７を介して吸引除去する（ステップＳ４）。ポリマー
除去後、リザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗに対応する吐出ノズ
ル１９につながる吐出機構が動作し、サンプルリザーバ
７ｓを除くリザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗに吐出ノズル１９
からバッファ液を注入する（ステップＳ５）。

【００２２】ポート１３を上へ戻し、チップ１をポジシ
ョンＢへ移動させる（ステップＳ６）。シリンジ２３が
移動し、空になっているサンプルリザーバ７ｓにシリン
ジ２３の吸引吐出口を進入させる。シリンジ２３が吐出
動作し、予めサンプルポート（図示は省略）からシリン
ジ２３内に吸引したサンプルをサンプルリザーバ７ｓに
注入する（ステップＳ７）。

【００２３】シリンジ２３を上へ戻し、チップ１をポジ
ションＣへ移動させる（ステップＳ８）。電極ポート３
７が下降し、電極４１をリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７
ｗ内に収容されたバッファ液又はサンプルに接触させ
る。リザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗ内に収容されたバ
ッファ液又はサンプルに電極４１を介して所定の電圧を
印加してサンプルをサンプル導入用流路と分離用流路の
交差部に導いた後、電圧を切り換えて分離用流路にサン
プルを注入する（ステップＳ９）。

【００２４】ポート３７を上へ戻し、チップ１をポジシ
ョンＡへ移動させる（ステップＳ１０）。ポート１３が
下降し、ノズル１７，１９をリザーバ７ａ，７ｃ，７
ｓ，７ｗに収容されたサンプル又はバッファ液に進入さ
せる。サンプルリザーバ７ｓに対応する吸引ノズル１７
につながる吸引機構が動作し、サンプルリザーバ７ｓに
残った余分なサンプルを吸引ノズル１７を介して吸引除
去する（ステップＳ１１）。サンプル除去後、サンプル
リザーバ７ｓに対応する吐出ノズル１９につながる吐出
機構が動作し、サンプルリザーバ７ｓに吐出ノズル１９
からバッファ液を注入する（ステップＳ１２）。

【００２５】ポート１３を上へ戻し、チップ１をポジシ
ョンＣへ移動させる（ステップＳ１３）。電極ポート３
７が下降し、電極４１をリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７
ｗ内に収容されたバッファ液に接触させる。電極４１を
介してリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗに所定の電圧を
印加して分離用流路に注入されているサンプルの泳動分
離を行ない、分離したサンプルを検出光学系４５により
検出する（ステップＳ１４）。

【００２６】このように、この実施例ではマイクロチッ
プへのポリマー充填、リザーバ内のポリマー除去、リザ
ーバへのサンプル及びバッファ液注入、分離用流路への
サンプル注入後のリザーバ内のサンプル除去、サンプル
除去後のリザーバへのバッファ液注入、並びにサンプル
の分離及び検出を全て自動で行なうことができる。

【００２７】図３は、この実施例の他の動作例を示すフ
ローチャートである。図１及び図３を参照してこの実施
例の動作を説明する。ここでは泳動媒体として無機イオ
ン性バッファ（以下、泳動バッファという）を用いた。
チップ１をポジションＢに置く（ステップＳ２１）。泳
動媒体ローディングポート２５が下降し、ノズル３１の
先端がシール材３３によりチップ１のアノードリザーバ
７ａに密着する。泳動バッファを収容したシリンジから
ノズル３１及びアノードリザーバ７ａを介してチップ１
のチャンネル内及びリザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗ内に泳動
バッファを充填する。リザーバ７ｃ，７ｓ，７ｗの全て
から泳動バッファが出たら充填を終了する（ステップＳ
２２）。ここでは泳動媒体ローディングポート２５によ
り泳動バッファの充填を行なっているが、チップ１をポ
ジションＡへ移動させて、泳動媒体吸引及びバッファ液
注入ポート１３、吐出ノズル１９並びに吐出ノズル１９
につながる吐出機構を使用して泳動バッファの充填を行
なうようにしてもよい。

【００２８】泳動媒体ローディングポート２５が上へ戻
った後、シリンジ２３が移動し、サンプルリザーバ７ｓ
内のサンプル導入用流路３入口近傍にシリンジ２３の吸
引吐出口を進入させる。シリンジ２３が吐出動作し、予
めサンプルポート（図示は省略）からシリンジ２３内に
吸引したサンプルをサンプルリザーバ７ｓに注入する
（ステップＳ２３）。

【００２９】シリンジ２３を上へ戻し、チップ１をポジ
ションＣへ移動させる（ステップＳ２４）。電極ポート
３７が下降し、電極４１をリザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，
７ｗ内に収容された泳動バッファ又はサンプルに接触さ
せる。リザーバ７ａ，７ｃ，７ｓ，７ｗ内に収容された
泳動バッファ又はサンプルに電極４１を介して所定の電
圧を印加してサンプルをサンプル導入用流路と分離用流
路の交差部に導いた後、電圧を切り換えて分離用流路に
サンプルを注し（ステップＳ２５）、続けてサンプルの
泳動分離を行ない、分離したサンプルを検出光学系４５
により検出する（ステップＳ２６）。このように、この
実施例ではマイクロチップへの泳動バッファ充填、リザ
ーバへのサンプル注入、並びにサンプルの分離及び検出
を全て自動で行なうことができる。

【００３０】ここでチップ１のチャンネルデザインは任
意である。泳動媒体は特に限定されるものではなく、ト
リス−ホウ酸などの無機イオン性バッファなどの泳動バ
ッファや、ヒドロキシメチルセルロースやヒドロキシエ
チルセルロース、ポリアクリルアミドなどの有機ポリマ
ーを含有するものなど、どのような泳動媒体を用いても
よい。また、泳動バッファ及びバッファ液は特に限定さ
れるものではなく、トリス−ホウ酸−ＥＤＴＡ（エチレ
ンジアミン四酢酸）（ＴＢＥ）系や、トリス−ＴＡＰＳ
（tetrapentylammonium 3-{tris (hydroxymethyl) meth
ylamino}-1-propanesulfate）−ＥＤＴＡ（ＴＴＥ）系
など、泳動媒体や測定条件などに応じて適当なものを用
いることができる。

【００３１】この実施例では、吸引ノズル１７に接続す
る吸引機構としてシリンジを用いているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の吸引機構、例えば真
空ポンプやアスピレータなど、他の吸引機構を用いても
よい。また、この実施例では吸引ノズル１７は独立した
シリンジにそれぞれ接続されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、少なくともサンプルリザーバ
７ｓ用の吸引ノズル１７を独立したシリンジに接続すれ
ば、他のリザーバ７ａ，７ｂ，７ｗ用の吸引ノズル１７
を共通のシリンジに接続してもよい。これはシリンジに
代えて他の吸引機構を用いた場合も同様である。

【００３２】この実施例では、吐出ノズル１９に接続す
る吐出機構としてシリンジを用いているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の吐出機構、例えばペ
リスターポンプや気体による加圧機構など、他の吐出機
構を用いてもよい。また、この実施例では吐出ノズル１
９は独立したシリンジにそれぞれ接続されているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、少なくともサン
プルリザーバ７ｓ用の吐出ノズル１９を独立したシリン
ジに接続すれば、他のリザーバ７ａ，７ｂ，７ｗ用の吐
出ノズル１９を共通のシリンジに接続してもよい。これ
はシリンジに代えて他の吐出機構を用いた場合も同様で
ある。この実施例では吸引ノズル１７用のシリンジと吐
出ノズル１９用のシリンジをそれぞれ設けているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、１つの共通のシ
リンジと、共通のシリンジを吸引ノズル１７と吐出ノズ
ル１９に切り換えて接続する切換えバルブを設け、切換
えバルブの切換え及び共通のシリンジの動作により、吸
引ノズル１７からの吸引及び吐出ノズル１９からの吐出
を行なうようにしてもよい。これはシリンジに代えて他
の吸引及び吐出機構を用いた場合も同様である。

【００３３】この実施例では、検出機構として紫外線吸
収により分離したサンプルを検出するものを用いている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、１色又は
多色の蛍光による検出や照射した検出光の散乱による検
出など、他の検出原理を用いた検出機構を用いてもよ
い。また、この実施例では検出機構として一点の検出位
置でサンプルを検出するものを用いているが、本発明は
これに限定されるものではなく、分離用流路の所定範囲
でイメージ検出するものを用いてもよい。

【００３４】この実施例では、マイクロチップをポジシ
ョンＡ，Ｂ，Ｃ間で移動させているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、マイクロチップをチップ保持
機構に固定し、泳動媒体充填機構、泳動媒体吸引機構、
バッファ液注入機構、サンプル注入機構、サンプル吸引
機構、電圧供給機構もしくは検出機構又はこれらの組合
せを固定されたマイクロチップ上又は下に移動させるよ
うにしてもよい。

【００３５】この実施例では４つのリザーバを備えたマ
イクロチップを用いているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、５つ以上のリザーバを備えたマイクロ
チップにも適用できる。すなわち、多数の分離用流路を
備えたマイクロチップにも本発明を適用できる。また、
この実施例では、互いに交差するサンプル導入用流路と
分離用流路が形成されたチップデバイスを用いている
が、本発明で用いるチップデバイスはこれに限定される
ものではなく、例えば、交差する流路が存在しない分離
用流路が形成されたものや、分離用流路に複数の流路が
交差して形成されているもの、マルチチャンネル、大型
のものなど、他のチップデバイスにも本発明を適用でき
る。これらの場合、リザーバの配置に応じて泳動媒体充
填機構、泳動媒体吸引機構、バッファ液注入機構、サン
プル注入機構及びサンプル吸引機構のノズル構成を変更
することが好ましい。

【００３６】この実施例では、バッファ液及びサンプル
に進入させる電極４１を備えた電圧供給機構を備えてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
マイクロチップ表面にリザーバに通電するチップ側電極
が形成されている場合にはそのチップ側電極に接続する
ための電極を備えた電圧供給機構を用いることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電気泳動装置では、チップ保持
機構と、泳動媒体充填機構と、サンプル注入機構と、電
圧供給機構と、検出機構と、これらの機構を制御するた
めの制御部とを備え、制御部によりこれらの機構を動作
させるようにしたので、チップデバイスへの泳動媒体充
填、リザーバへのサンプル注入、並びにサンプルの分離
及び検出を自動で行なうことができる。

【００３８】リザーバ内に充填された泳動媒体を除去す
るための泳動媒体吸引機構と、泳動媒体が除去された後
のリザーバ内にバッファ液を注入するためのバッファ液
注入機構とをさらに備え、制御部は、泳動媒体吸引機構
及びバッファ液注入機構も自動で動作するように制御す
るようにし、泳動媒体吸引機構によりリザーバ内の泳動
媒体を除去し、泳動媒体が除去された後のリザーバ内に
バッファ液注入機構によりバッファ液を注入するように
すれば、電極と直接接触させて電圧を印加することがで
きない泳動媒体を用いる場合であっても、バッファ液を
介して泳動媒体に電圧を印加することができるようにな
る。また、サンプル注入機構と泳動媒体吸引機構、バッ
ファ液注入機構を分けて設けることにより、ノズルの洗
浄工程を省略できるなど、分析サイクルタイムの短縮を
大幅に図ることができ、結果として高スループット化を
図ることができる。また、各リザーバに同時にバッファ
液を満たすことができるので、ヘッド差（水頭差）の影
響を軽減することができる。

【００３９】流路へのサンプル注入後、リザーバ内に残
ったサンプルを除去するためのサンプル吸引機構をさら
に備え、制御部は、サンプル吸引機構も自動で動作する
ように制御するようにし、電圧供給機構によるリザーバ
への電圧の供給によりサンプルを流路に注入した後、電
圧の供給を一旦停止し、サンプル吸引機構を作動させ
て、サンプル用のリザーバに残ったサンプルを吸引除去
した後、リザーバへの電圧の供給を再開してサンプルを
分離検出するようにすれば、過剰量のサンプルが流路の
注入されるのを防止することができる。また、サンプル
注入機構とサンプル吸引機構を分けて設けることによ
り、ノズルの洗浄工程を省略できるなど、分析サイクル
タイムの短縮を大幅に図ることができ、結果として高ス
ループット化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例を示す概略構成斜視図である。

【図２】 同実施例の動作例を示すフローチャートであ
る。

【図３】 同実施例の他の動作例を示すフローチャート
である。

【図４】 マイクロチップの一例を表す図であり、
（Ａ）は一方の基板の上面図、（Ｂ）は他方の基板の上
面図、（Ｃ）は両基板を重ね合わせた状態での側面図で
ある。

【符号の説明】

１ マイクロチップ ３ サンプル注入用流路 ５ 分離用流路 ７ａ アノードリザーバ ７ｃ カソードリザーバ ７ｓ サンプルリザーバ ７ｗ ウエイストリザーバ １３ 泳動媒体吸引及びバッファ液注入ポート １５ ノズル固定部材 １７ 吸引ノズル １９ 吐出ノズル ２３ サンプルローディングシリンジ ２５ 泳動媒体ローディングポート ３１ ノズル ３３ シール材 ３７ 電極ポート ３９ 電極固定部材 ４１ 電極 ４５ 検出光学系

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状部材の内部に流路が形成され、その
   板状部材の一表面の流路に対応する位置に流路に達する
   穴がリザーバとして形成されたチップデバイスを用いる
   電気泳動装置において、 チップデバイスを保持するためのチップ保持機構と、 チップデバイスの前記リザーバを介して前記流路及び前
   記リザーバに泳動媒体を充填するための泳動媒体充填機
   構と、 前記リザーバ内にサンプルを注入するためのサンプル注
   入機構と、 前記各リザーバに電圧を供給するための電圧供給機構
   と、 前記流路内で分離されたサンプルを検出する検出機構
   と、 これらの機構を自動で動作するように制御するための制
   御部と、を備えたことを特徴とする電気泳動装置。
2. 【請求項２】 前記リザーバ内に充填された泳動媒体を
   除去するための泳動媒体吸引機構と、 泳動媒体が除去された後の前記リザーバ内にバッファ液
   を注入するためのバッファ液注入機構と、をさらに備
   え、 前記制御部は、前記泳動媒体吸引機構及び前記バッファ
   液注入機構も自動で動作するように制御する請求項１に
   記載の電気泳動装置。
3. 【請求項３】 前記流路へのサンプル注入後、前記リザ
   ーバ内に残ったサンプルを除去するためのサンプル吸引
   機構をさらに備え、 前記制御部は前記サンプル吸引機構も自動で動作するよ
   うに制御する請求項１又は２に記載の電気泳動装置。